问题
问答题
如图所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑．现将一质量为m，带电荷量为+q的小球从管中A点由静止释放，已知qE=mg．求：
（1）小球释放后，第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力；
（2）小球释放后，第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力．
答案
（1）小球从A至D点过程，由动能定理得：
mgR+qER=
mv121 2
又：qE=mg
解得：v1=2gR
在D点，由牛顿第二定律得：
FN-mg=mv 21 R
解得：FN=5mg
由牛顿第三定律得：
FN=FN′
所以小球经过最低点D时对管壁的压力为5mg，方向向下．
（2）小球第一次经过C点时，由动能定理得：
-mgR+qE•2R=
mv221 2
设在C点管壁对小球的作用力方向向下：
mg+FC=mv 22 R
解得：FC=mg，FC的方向向下
答：
（1）小球释放后，第一次经过最低点D时的速度为2
，对管壁的压力大小为5mg，方向向下．gR
（2）第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力大小为mg，方向向下．